4. Выбор трансформаторов

Выбор трансформатора блока. Блок "генератор-трансформатор" не имеет поперечных электрических связей и подключается непосредственно к РУ повышенного напряжения. Поэтому условия работы блочного трансформатора полностью определяются номинальной мощностью генератора. Так как трансформатор должен пропускать без перегрузки полную мощность генератора и напряжения его обмоток должны соответствовать, с одной стороны, напряжению ОРУ, а с другой - напряжению генератора, то блочный трансформатор выбираем по следующим условиям:

, -Sсн

, , Uт.нн = Uг.ном

При блочной компоновке регулирование напряжения на шинах ОРУ выполняется посредством АВР генераторов, поэтому трансформаторы блоков применяются без РПН.

В соответствии с этими условиями выберем трансформаторы блоков:

Параметры
Трансформатора ТДЦ – 200000/110	ТВВ – 200 – 2АУ3
Uвн = 242 кВ	Uору = 220 кВ
Uнн = 15кВ	Uг.ном = 15,75 кВ
Sт.ном = 630 МВ·А	Sг.ном - S CH = 529,4 МВ·А

Параметры
Трансформатора ТДЦ – 125000/110	ТВФ – 120 – 2У3
Uвн = 121 кВ	Uру = 110 кВ
Uнн = 10,5 кВ	Uг.ном = 10,5 кВ
Sт.ном = 125 МВ·А	Sг.ном - S CH = 112,5 МВ·А

Выбор трансформаторов связи. Трансформаторы связи обеспечивают энергетическую связь шин низкого напряжения с шинами ОРУ и с энергосистемой.

Ввиду частого реверса мощности и различных требований к регулированию напряжений на шинах ГРУ и ОРУ трансформаторы связи должны иметь устройство РПН.

На ТЭЦ устанавливают не менее двух трансформаторов связи.

После выбора трансформаторы связи проверяются на перегрузочную способность по ГОСТ 14209-85.

Выбор трансформаторов связи ГРУ-РУ ВН . Графики перетока мощности в нормальном и ремонтном режимах через трансформаторы, соединяющие ГРУ и РУ ВН, приведены на рис. 2, 4, 5. и их сравнение показывает, что по максимуму мощности наиболее тяжелым является график ремонтного режима ГРУ.

Согласно ГОСТ 14209-85 для трансформаторов допускается двухкратная перегрузка, поэтому при установке двух параллельно работающих трансформаторов их номинальная мощность выбирается по условию

где - максимум суточного графика перетока мощности в ремонтном режиме ГРУ.

Намечаем к установке два трансформатора связи типа ТРДН - 80000/220 и проверяем их по ГОСТ 14209-85.

Так как при параллельной работе эти трансформаторы не перегружаются, то их оценка по перегрузочной способности в этом режиме не производится.

При отключении одного трансформатора (аварийный режим) появляется аварийная перегрузка, которая должна быть оценена по указанному ГОСТ. Проведем следующий анализ.

На графике перетока мощности аварийного режима (рис. 4) наносим линию, соответствующую мощности проверяемого трансформатора

(40 МВА) и определяем время его перегрузки (получаем t = 21 ч). Теперь по

этому графику определим следующие коэффициенты:

1) коэффициент максимальной нагрузки

2. коэффициент начальной нагрузки (недогрузки)

;

где S_эк1 - эквивалентная (среднеквадратичная) мощность начальной нагрузки, определяемая по интервалам времени, когда S_пер S_т.ном:

3. коэффициент перегрузки

где S_эк2 – эквивалентная (среднеквадратичная) мощность перегрузки, определяемая по тем интервалам времени, когда S_пер>S_т.ном :

Таким образом, с помощью коэффициентов К₁ и К₂ реальный график нагрузки преобразован в эквивалентный по тепловому износу двухступенчатый график, который и используется для оценки перегрузочной способности трансформатора. При правильном преобразовании реального графика в двухступенчатый должно соблюдаться условие

Так как данное условие не соблюдается, двухступенчатый график требует коррекции, которую производим следующим образом. Вместо рассчитанного значения К₂ принимаем новое значение К'₂ =0,9 =1,463 и пересчитываем реальное время перегрузки в эквивалентное:

_ч.

После этого определяем допустимое значение коэффициента перегрузки по таблицам ГОСТ по разделу "аварийные перегрузки". Для этого используем следующие данные:

- система охлаждения трансформатора Д;

-эквивалентная годовая температура воздуха для г.Омска.. 9_ОХЛ =+8,4 °С;

• время перегрузки трансформатора t'_n = 12,85ч;

• коэффициент начальной нагрузки………………………………..К₁ = 0,6476.

• коэффициент перегрузки К₂ = 1,463.

Согласно данным ГОСТ, предельно допустимое значение коэффициента перегрузки К_2доп =1,4.

Вывод. Так как К₂ = 1,463 > К_2доп = 1,4, то условие работы трансформатора по перегрузочной способности не удовлетворяется, и поэтому трансформатор ТРДН-80000/220 не принимается к установке в данной схеме.

По стандартному ряду мощностей выбираем следующий трансформатор -ТРДН-100000/220 и проводим для него такую же проверку по перегрузочной способности. Ниже приведены без комментариев только результаты расчетов:

где

Так как условие (1,2163> 1,171) соблюдается, то коррекции двухступенчатого графика не требуется и проверку трансформатора на перегрузочную способность ведем по следующим данным:

• система охлаждения трансформатора Д;

• эквивалентная годовая температура воздуха для г. Омска. 9_ОХЛ = +8,4 °С;

• время перегрузки трансформатора……………………………….. t_n = 14 ч;

• коэффициент начальной нагрузки…………………………….... K₁ = 0,5803;

• коэффициент перегрузки К₂ = 1,216

Предельно допустимое значение коэффициента перегрузки К_2доп =1,4.

Вывод. Соблюдение условия К₂ < К_2доп (1,216 < 1,4) позволяет принять для установки два трансформатора связи типа ТРДН-100000/220.

Выбор трансформаторов связи РУ СН-РУ ВН . График перетока мощности в нормальном режиме показан на рис. 3.

Номинальная мощность трансформаторов равна:

Намечаем к установке два трансформатора связи типа ТРДН - 80000/110 и проверяем их по ГОСТ 14209-85.

При отключении одного трансформатора (аварийный режим) появляется аварийная перегрузка, которая должна быть оценена по указанному ГОСТ. Проведем следующий анализ.

Проводим проверку по перегрузочной способности:

;

Таким образом, с помощью коэффициентов К₁ и К₂ реальный график нагрузки преобразован в эквивалентный по тепловому износу двухступенчатый график, который и используется для оценки перегрузочной способности трансформатора. При правильном преобразовании реального графика в двухступенчатый должно соблюдаться условие

Так как данное условие не соблюдается, двухступенчатый график требует коррекции, которую производим следующим образом. Вместо рассчитанного значения К₂ принимаем новое значение К'₂ =0,9 =1,7172 и пересчитываем реальное время перегрузки в эквивалентное:

_ч.

Проверку трансформатора на перегрузочную способность ведем по следующим данным:

• система охлаждения трансформатора Д;

• эквивалентная годовая температура воздуха для г. Омска. 9_ОХЛ = +8,4 °С;

• время перегрузки трансформатора…………………………….. t_n = 14,96ч;

• коэффициент начальной нагрузки……………………………..... K₁ =0,7885,

• коэффициент перегрузки……………………………………… К’₂ = 1,7172

Предельно допустимое значение коэффициента перегрузки К_2доп =1,4.

Вывод. Так как К₂ = 1,458> К_2доп = 1,4, то условие работы трансформатора по перегрузочной способности не удовлетворяется, и поэтому трансформатор ТРДН-80000/110 не принимается к установке в данной схеме.

По стандартному ряду мощностей выбираем следующий трансформатор -ТРДЦН-100000/110 и проводим для него такую же проверку по перегрузочной способности. Ниже приведены без комментариев только результаты расчетов:

где

Так как данное условие не соблюдается, двухступенчатый график требует коррекции, которую производим следующим образом. Вместо рассчитанного значения К₂ принимаем новое значение К'₂ =0,9 =1,3743 и пересчитываем реальное время перегрузки в эквивалентное:

_ч.

Проверку трансформатора на перегрузочную способность ведем по следующим данным:

• система охлаждения трансформатора Д;

• эквивалентная годовая температура воздуха для г. Омска. 9_ОХЛ = +8,4 °С;

• время перегрузки трансформатора…………………………….. t_n = 11,65;

• коэффициент начальной нагрузки……………………………..... K₁ =0,8666,

• коэффициент перегрузки……………………………………… К’₂ = 1,3743

Предельно допустимое значение коэффициента перегрузки К_2доп =1,4.

Вывод. Соблюдение условия К’₂ < К_2доп (1,3743 < 1,4) позволяет принять для установки два трансформатора связи типа ТРДЦН-100000/110.